valve

Kebisingan yang ditimbulan oleh control valve berasal dari aliran turbulen fluida yang melewati valve akibat pressure drop dari valve tersebut. Saat fluida melewati valve, terjadi perubahan arah dan kecepatan yang menyebabkan turbulensi dan vortex sehingga menimbulkan bunyi.

Saat tekanan dari cairan yang melewati valve jatuh dibawah tekanan uapnya, gelembung dapat terbentuk dan meletup secara cepat, membentuk shock wave yang menimbulkan kebisingan. Terbentuk dan meletupnya gelembung uap pada cairan mengalir disebut dengan kavitasi (cavitation).

Seberapa parahnya kebisingan dari kavitasi bergantung pada beberapa faktor, diantara adalah pressure drop pada valve, karakteristik fluida (seperti masa jenis dan viskositas), dan desain valve itu sendiri. Beberapa metoda yang biasa digunakan untuk mengurangi kebisingan dari kavitasi antara lain:

1. Memperbesar ukuran valve: valve yang lebih besar dapat mereduksi kecepatan aliran fluida pada valve, sehingga dapat mengurangi kemungkinan kavitasi pada valve.
2. Menggunakan valve trim lain: Valve trim adalah komponen internal valve dimana terjadi kontak dengan fluida.
3. Menggunakan desain valve trim lain seperti multistage trim atau cage-guided trim yang dapat mengurangi terjadinya kavitasi.
4. Menggunakan material lain: Material valve seperti hardened steel dapat mengurangi terjadinya kavitasi dibandingkan material lain.
5. Menggunakan noise-reducing insert: Noise-reducing insert, seperti diffuser atau orifice dapat diinstall pada downstream valve untuk mengurangi kebisingan yang diakibatkan kavitasi.

Metoda-metoda diatas dapat mengurangi kebisingan akibat kavitasi, tetapi perlu diingat bahwa kebisingan akibat kavitasi bisa jadi tidak hilang sepenuhnya meskipun pengendalian bising telah dilakukan. Pada beberapa kasus, metoda pengendalian bising yang lain seperti penggunaan noise barrier atau penggunaan earplug dan earmuff tetap perlu dilakukan.

Kebisingan yang diakibatkan oleh control valve dapat menjadi masalah karena beberapa alasan. Misalnya, kebisingan pada area kerja dapat mengganggu pekerja yang bekerja pada area tersebut, dan bahkan dapat dikategorikan sebagai gangguan terhadap safety jika mengganggu komunikasi atau mengakibatkan distraksi. Kebisingan juga bisa menjadi indikasi adanya getaran pada peralatan dan juga struktur yang tidak baik untuk kesehatan peraltan dan struktur tersebut.

Tingkat kebisingan dari control valve dapat dihitung dan ditentukan menggunakan beberapa metoda yaitu persamaan empiris, simulasi computational fluid dynamics (CFD), dan pengukuran experimental:

1. Persamaan empiris: Terdapat persamaan matematis untuk menghubungkan tingkat kebisingan dari control valve ke parameter lainnya seperti flow rate dan pressure drop. Persamaan tersebut salah satunya adalah persamaan Masoneilan-Kates, yang umum digunakan di industri. Persamaan tersebut adalah:

Lp = K1 + K2 * log10(Q) + K3 * log10(P1-P2) + K4 * log10(Q) * log10(P1-P2)

Dimana Lp adalah tingkat tekanan suara (SPL) dengan satuan desibel (dB), Q adalah volumetric flow rate dengan satuan meter kubik per jam (m3/h), P1 adalah tekanan upstream dalam kilopaskal (KPa), dan P2 adalah tekanan downstream dalam kilopaskal (KPa). K1, K2, K3, dan K4 adalah konstanta yang bergantung pada ukuran valve, tipe dan karakteristik valve.

2. Simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD): Simulasi CFD menggunakana software komputer untuk memodelkan aliran fluida yang melewati control valve dan dapat memprediksi tingkat kebisingan. Simulasi ini dapat menghasilkan informasi detail mengenai pola aliran dan turbulensi yang mengakibatkan kebisingan. Akan tetapi, simulasi CFD membutuhkan daya komputasi yang besar dan keahlian khusus untuk dapat dilakukan.
3. Pengukuran experimental: Pengukuran experimental dilakukan dengan menginstall control valve pada test rig dan mengukur kebisingannya menggunakan sound level meter. Metoda ini menghasilkan output yang langsung dan akurat, tetapi membutuhkan waktu dan biaya yang tidak sedikit.

Secara umum, pemilihan metoda kalkulasi dan penentuan noise level bergantung pada tingkat akurasi yang diinginkan, fasilitas yang tersedia dan keahlian yang dimiliki.